Question

5．科學(xué)家嘗試使用Cre/loxP位點(diǎn)特異性重組系統(tǒng)，在檢測目的基因?qū)�入成功后，刪除轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞內(nèi)的抗除草劑基因．其技術(shù)過程如圖（圖中的■代表基因前的啟動子，啟動子是基因（gene）的一個組成部分，控制基因表達(dá)（轉(zhuǎn)錄）的起始時間和表達(dá)的程度．啟動子就像“開關(guān)”，決定基因的活動．）據(jù)圖1回答：
（1）loxP是一種只有34個堿基對構(gòu)成的小型DNA片段，是有兩個13個堿基對反向重復(fù)序列和中間間隔的8個堿基對序列共同組成，自身不會表達(dá)，插入質(zhì)粒后也不影響原有基因的表達(dá)，其堿基序列如下：
Cre酶能特異性地識別此序列并在箭頭處切開loxP，其功能類似于基因工程中的限制酶．從遺傳學(xué)角度分析，Cre酶改變質(zhì)粒產(chǎn)生的結(jié)果相當(dāng)于可遺傳變異中的基因重組．
（2）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入到植物細(xì)胞后，通過脫分化和再分化兩個過程可以形成完整的植株．作為標(biāo)記基因，抗除草劑基因用于檢測目的基因是否導(dǎo)入成功的原理是抗除草劑基因和目的基因在同一個質(zhì)粒上．
（3）經(jīng)檢測成功后，抗除草劑基因已沒有用途，繼續(xù)留在植物體內(nèi)可能會造成的安全問題是抗除草劑基因可能轉(zhuǎn)移到雜草中．經(jīng)Cre酶處理后，質(zhì)粒中的兩個loxP序列分別被切開后，可得到如上圖右側(cè)的這兩個DNA分子．由于抗除草劑基因前沒有了啟動子的原因，抗除草劑基因不再表達(dá)，之后會在培養(yǎng)過程中消失．
（4）loxP序列是有方向性的．如果經(jīng)Cre酶處理后，發(fā)現(xiàn)抗除草劑基因反向連接在質(zhì)粒-上，則原來質(zhì)粒一中這兩個loxP序列的方向是C．
A．兩個都是正向       B．兩個都是反向      C．一個正向一個反向      D．與方向無關(guān)．

Answer 1

分析 1、限制酶：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂．
2、將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物�?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法．
3、胚胎干細(xì)胞具有胚胎細(xì)胞的特性，體積較小，細(xì)胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動物任何一種組織細(xì)胞．另一方面，在體外培養(yǎng)條件下，ES細(xì)胞可不斷增殖而不發(fā)生分化，可進(jìn)行冷凍保存，也可以進(jìn)行某些遺傳改變．

解答 解：（1）限制酶能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂．Cre酶能特異性地識別此序列并在箭頭處切開loxP，其功能類似于基因工程中的限制酶．從遺傳學(xué)角度分析，Cre酶改變質(zhì)粒產(chǎn)生的結(jié)果相當(dāng)于可遺傳變異中的基因重組．
（2）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入到植物細(xì)胞中的方法有：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法，其中最常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．由于抗除草劑基因和目的基因在同一個質(zhì)粒上，故抗除草劑基因可以用于檢測目的基因是否導(dǎo)入成功．
（3）經(jīng)檢測成功后，抗除草劑基因已沒有用途，繼續(xù)留在植物體內(nèi)可能會造成的安全問題是抗除草劑基因可能轉(zhuǎn)移到雜草中．經(jīng)Cre酶處理后，質(zhì)粒中的兩個loxP序列分別被切開后，可得到如上圖右側(cè)的這兩個DNA分子．基因表達(dá)載體的組成包括：目的基因、啟動子、終止子、標(biāo)記基因．由于抗除草劑基因前沒有了啟動子的原因，因此抗除草劑基因不再表達(dá)，之后會在培養(yǎng)過程中消失．
（4）loxP序列是有方向性的．據(jù)圖分析，如果經(jīng)Cre酶處理后，發(fā)現(xiàn)抗除草劑基因反向連接在質(zhì)粒一上，則原來質(zhì)粒一中這兩個loxP序列的方向是一個正向一個反向．故選：C．
故答案為：
（1）限制酶          基因重組
（2）脫分化      再分化        抗除草劑基因和目的基因在同一個質(zhì)粒上
（3）抗除草劑基因可能轉(zhuǎn)移到雜草中    抗除草劑基因前沒有了啟動子
（4）C

點(diǎn)評 本題考查基因工程和細(xì)胞工程的相關(guān)知識，要求考生能夠識記基因工程的原理、工具以及操作步驟等，識記植物組織培養(yǎng)過程，對轉(zhuǎn)基因生物的安全性具有一定的認(rèn)識．